SoGoofy

Умение быстро что-нибудь посчитать — это не только приятный навык, но и приносящий практическую пользу инструмент. В этом смысле было бы не плохо иметь способность быстро оценить мощность и крутящий момент ДВС в реальных дорожных ситуациях.

Надо сказать, что мощность двигателя невозможно измерить напрямую по причине непонимания природы столь загадочного и не изученного явления как энергия. Обычно измеряют более «реальный» параметр, а мощность рассчитывают как функцию от измеренного аргумента через известные соотношения. Крутящий момент — это более «реальный» параметр, и вот его уже вполне можно измерять разными способами, например на динамометрическом стенде. Вывести формулу соотношения мощности и крутящего момента не сложно. Для этого нужно вспомнить несколько формул из курса школьной физики. Если нет желания вникать в элементарную физику, можете пролистать дальнейшее изложение до конечного результата — формулы (8). Итак.

Мощность — это скорость преобразования энергии, или проще говоря, количество потраченной энергии за единицу времени:

P = E : t  (1)
где:  P — мощность в ваттах
E — энергия в джоулях
t — время в секундах

Энергия — это универсальный источник движения, определяемый произведением силы на длину поступательного пути:

E = F · L  (2)
где:  E — энергия в джоулях
F — сила в ньютонах
L — путь в метрах

Крутящий момент — это усилие, вызывающее вращение вокруг оси, или другими словами, произведение силы на радиус приложения этой силы:

M = F · R  (3)
где:  M — крутящий момент в ньютон·метрах
F — сила в ньютонах
R — радиус в метрах

А еще нам понадобится длина окружности:

2π·R  (4)

Начнем с момента, указанного в формуле (3). ДВС на выходном валу создает некоторое усилие (F), приложенное к радиусу (R), в результате чего точка приложения силы движется по окружности длиной 2πR. Значит, используя формулу (2), можем посчитать количество энергии, затраченной на один оборот вала:

E = (2π · R · F)  (5)

Двигатель вращает выходной вал с частотой (n) оборотов в минуту. Значит за все (n) оборотов потратится в (n) раз больше энергии:

E = (2π · R · F · n)  (6)

Из формулы (1) видно, что мощность рассчитывается в киловаттах и секундных интервалах, а не в ваттах и минутных. Учтем это в формуле:

P` = (2π · R · F · n) : (60 · 1000)  (7)

Помня, что R * F — это крутящий момент, мы готовы написать соотношение мощности и крутящего момента:

Pkv = (M · n) : 9549  (8)
где:  Pkv — мощность в киловаттах
M — крутящий момент в ньютон·метрах
n — обороты в минуту

Мощность ДВС часто характеризуют в лошадиных силах, а коэффициент пересчета киловатт в лошадиные силы в России принимают равным 1,36. Скорректируем константу с учетом этого коэффициента:

Php = Pkv · 1,36 = (M · n) : 7023  (9)
где:  Php — мощность в лошадиных силах
M — крутящий момент в ньютон·метрах
n — обороты в минуту

Здесь необходимо упомянуть об автомобильной отрасли США и Великобритании. Местные автопроизводители считают одну лошадиную силу как 746 Ватт, а крутящий момент измеряют в фунто-футах. В этой системе координат константа будет равна 5252. Особенностью константы в таком расчете является то, что она фактически указывает на точку пересечения мощности и крутящего момента. При частоте вращения вала 5252 оборота в минуту числовые значения крутящего момента (в фунто-футах) и мощности (в американских лошадиных силах) совпадают, а их кривые на графике пересекаются. Левее этой точки доминирует крутящий момент, а правее — мощность.

Мы вывели формулу соотношения Мощности, Крутящего момента и Оборотов ДВС. Теперь можно применить эти знания для расчета реальной ситуации на дороге. Вот пример такого расчета. Представим себе, что мы сидим в автомобиле общей массой 1,8 тонны. Автомобиль с равномерной скоростью взбирается вверх по горной дороге с наклоном 20°. ДВС надрывно гудит, а тахометр показывает устойчивые 2200 оборотов в минуту. Попробуем посчитать крутящий момент и мощность ДВС.

Из условий понятно, что мотору нужно преодолевать действие земной гравитации, стремящейся скатить автомобиль вниз по склону. Каково это гравитационное усилие? Оно пропорционально весу авто (1800кг), ускорению земной гравитации (9,8м/с2) и синусу угла наклона (20°):

1800 · 9,8 · SIN(20°) = 6033 Ньютона  (10)

Опустим пока потери на трение и посчитаем, какой крутящий момент должны развивать колеса радиусом 36 см, чтобы противостоять гравитационному усилию (6033Н):

0,36 · 6033 = 2172 Ньютон·метра  (11)

Между выходным валом ДВС и колёсами расположены несколько агрегатов. Нас интересует коробка передач с включенной второй передачей и главная передача в раздатке. Пусть их передаточные числа будут равняться соответственно 2,8 и 4. Тогда крутящий момент на валу ДВС составит:

2172 ∶ (2,8 · 4) = 194 Ньютон·метра  (12)

Зная крутящий момент на валу ДВС (194Нм), обороты двигателя (2200мин-1), и пользуясь формулой (9), посчитаем текущую мощность нашего ДВС:

(194 · 2200) ∶ 7023 = 61 лошадиная сила  (13)

Мы не учли потери на трение в узлах двигателя, трансмиссии и колес. Давайте оценим их в 10%:

194 · 110% = 213 Ньютон·метров  (14)

61 · 110% = 67 лошадиных сил  (15)

Если верить расчетным значениям, то у нас под капотом дизель, но это не точно. В качестве бонуса посчитаем скорость движения нашего авто на подъеме в горку. Нам понадобятся обороты двигателя (2200м-1), радиус колес (36см) и передаточные числа агрегатов трансмиссии (2,8) и (4):

(2200 · 2π · 0,36) ∶ (2,8 · 4) = 444 м/мин  (27 км/ч)  (16)

Благодарю вас, если дочитали до этого места. И последнее. Вопреки расхожему мнению, паспортная мощность двигателя не является технической характеристикой ДВС в том смысле, что не может рассматриваться как непосредственная характеристика силового агрегата. Но это тема для другой статьи.

У меня есть чувство. Сильное чувство. Оно разъедает меня изнутри, не дает мне уснуть ночью, отравляет моё утро. Оно пожирает мою душу в течение дня, вызывает жжение в груди, заставляя меня вскрикивать. Люди бросают на меня удивленные взгляды, предлагают помощь. Но я говорю, что «в порядке». Из-за вины я теряю ощущение удовольствия, я завидую своим друзьям, смеющимся и улыбающимся, радующимся жизни.

О том, что чувство вины – это ментальный крючок, используя который злоумышленник манипулирует своей жертвой, написано много, но это не помогает. Как снять чувство вины? Как освободиться от гнетущей тяжести? Может быть покаяться?

Покаяние — это философская концепция избавления от греха, это основной механизм религии, и не только религии. Мусульмане предложат молитву (тавбу), христиане — исповедь, в иудаизме в древние века покаяние было неразрывно связано с жертвоприношением. Даже в Буддизме есть церемония покаяния. Покаяние эксплуатирует и государственная машина. В художественных сценариях потребителям предлагают сюжеты, в которых преступник испытывает угрызения совести. Но стоит ему «дать признательные показания», как он якобы легко избавляется от «душевных страданий».

Вопрос в том, к кому идти за покаянием? Многие люди моего окружения отвечают просто: «В церковь». И я их вполне понимаю. С одной стороны их текущие культурные традиции оттачивались веками. С другой, сложность строения ментального механизма вины не располагает к самостоятельному исследованию вопроса. Но меня такой ответ не удовлетворяет. Церковь, вопреки (или благодаря) тысячелетнему опыту, не способна к решению проблемы. В вопросе излечения вины она работает примерно так же, как очередная доза героина влияет на героинового наркомана — временно отсрочит перманентную ломку, увеличив общую зависимость. Церковь не лечит вину реципиента ровно по той причине, что не ставит перед собой этой задачи. Окончательно излечив жаждущего, она потеряет потребителя услуги.

Но это еще не всё. Идея покаяться перед христианским богом — кажется отличной. Однако христиане, по причине своей исторической «ревности», не пускают к богу напрямую, они предлагают в качестве посредника, попа. Каяться богу — совсем не то же самое, что каяться адепту бога. Священник, постоянно манипулирующий чувством вины, купающийся в перманентном грехе и работающий за «вознаграждение» — последний из тех, кому я буду изливать свою душу. И дело даже не в том, что он не достоин этого акта. Проблема священника в том, что он не способен изменить того о чем я сожалею.

Но и это еще не всё. А способен ли сам христианский бог вернуть то, что я испортил в этом мире, и о чем сейчас сожалею? Неожиданный ответ — возможно да, но он этого никогда не делает. Житейская мудрость «Сделанного не вернешь», не ставится под сомнение христианскими адептами. Например, бог не воскресит убитого, несмотря на искреннее раскаяние убийцы, даже если убийца согласен отдать за это часть своей жизни. Бог не изменяет сотворенного людьми, но так было не всегда. На заре раннего иудеохристианства бог воскрешал. Такими историями, кажется, изобиловали все тексты апокрифических деяний апостолов. Даже самый что ни на есть канонический апостол Павел имел отношение к таким «фокусам». Однако постпавловское христианство, пророчески узрев катастрофические последствия этих сверхспособностей, поспешило избавить христианского бога от «воскрешения людей».

Теперь даже тексты апокрифов рассказывают нам о воскрешении людей не богом, а от имени бога. Несомненно, разница существенная. Христианский бог больше не будет воскрешать, и при этом он ждет от нас покаяния (по версии его адептов). Но тогда зачем «виновному» каяться перед тем, кто не станет исправлять ошибку? Чем поможет «виновному» тот, кто не станет отменять испорченного. Чем он лучше адептов его церкви? Чем он отличается от манипуляторов, цепляющихся за чужие покаяния, требующих отказаться от сомнения и принять «неизбежное»?

Вывод из моих размышлений неожиданно прост. Вполне возможно, что болезнь «вина» можно вылечить лекарством «покаяние». Однако для этого нужен бог, способный повернуть время вспять, бог, способный методом Ctrl+Z откатить ошибки, бог, способный вернуть состояние мира в точку начала. Очевидно, что за свою услугу такой бог может потребовать оплату. А чем может заплатить человек богу? Вероятно только тем, что дано ему при рождении — своими жизненными ресурсами. Если в нашей жизни есть такой бог, то он здорово помог бы жаждущим, то есть, по сути, всем людям на земле. Христианская церковь на такое пока не способна.